Сырьевая смесь для изготовления пористого заполнителя

Союз СоввтскнкСоциалистическиеРеспублик Оп ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)М, Кл. С 04 В 31/2 соединением заяв Гюсударетееный кемнтет СССР но делам нзабретеннЯ н еткрытнЯ(23) Приоритет Опубликовано 28.02. 82. Бваелетень М 8 Дата опубликования описания 28.02.82 З) УАК.666. 96.2) Авторы изобретения ардин осударственный научно-исследовательский инвтитут по керамзиту НИИкерамэит 1) Заявитель(54) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТОГ ЗАПОЛНИТЕЛЯИзобретение относится к производству строительных материалов, а более конкретно к сырьевой смеси для изготовления пористого заполнителя; например керамзита, и может быть использовано в жаростойких бетонах с высоКими теплоиэоля.1 ионными свойствами.Известна сырьевая смесь для получении керамеита 1 1, вклюиаоцав, вес.6: глинистое сырье 40-90 и добавку, в качестве которой используют шлаки металлургического производства меди 10-60.Недостатком указанной сырьевой смеси является низкая огнеупорностьо(1200 С) получаемого заполнителя. Это связано с тем, что шлаки металлургического производства меди содержат значительные количества активных флюсующих окислов железа (Ге 20-тРеО) до 55,124 и окиси кальция (СаО)5,65, которые вызывают появление эвтектического расплава при низких температурах. Кроме того, в шлаках металлургического производства меди содержится незначительное количество тугоплавкого окисла АзО -3,78, чтокрайне недостаточно для образования з огнеупорного минерала муллита(3 А 002102) при обжиге сырьевойсмеси.Наиболее близкой к предлагаемойявляется сырьевая смесь для изготов Оления пористого заполнителя 1 21,включающая, вес.Ф: глинистое сырье75-95 и добавку - дисперсные шлакипроизводства алюминиевых сплавов 525Недостатком известной сырьевойсмеси является то, что пористый заполнитель из нее имеет высокуюкажущуюся плотность и огнеупорность до1400 С. Это объясняет тем, что известная сырьевая смесь включает вы,сокое содержание плавней - смеси солей йаСт, и КСС (25-753), которые являются активными флюсующими компо- е50 нентами, понижающими огнеупорностьпористого заполнителя, ввиду образования легкоплавких эвтектик в составе стекпофазы; при этом содержаниетугоплавкого компонента АРО в химсоставе шихты ограничено, посколькушлаки вводят в сырьевую смесь в сравнительно небольших к 1 личествах (525".). Это является причиной недостаточного образования огнеупорного ми Онерала муллита в составе пористогогравия. Данные шлаки не могут бытьиспользованы без предварительнойпереработки, включающей отсев крупныхфракций (корольков размером более 150,7-1,5 мм) и последующее иэмельче"иа шаровой мельнице.Цель изобретения - повышение.огеупорности и снижение кажущейсяплотности пористого заполнителя.20Поставленная цель достигается тем,что сырьевая смесь для изготовленияпористого заполнителя, включающаяглинистое сырье и добавку, содержитв качестве добавки отвальный продуктобогащения руд редких леталлов приследующем соотношении компонентов,иас. ,:Глинистое сырье 20-60Отвальный продуктобогащения рудредких металлов 40-80Отвагьный продукт обогащения рудредких металлов содержит следующиекомпоненты, мас, 510 43,0-46,6;А О 34, 5-38, 5; Ге оБщ 4СаО 0,3-0,5 МоО 0,1-0,4; К 20 0,20,4; п,п.п, 13 4-14,4; орг, 0,4-0,6,Отвальный продукт может быть введе в смесь как в виде порошка, таки в виде суспензии или пасты,Отвальный продукт поступает в отваг из гидроциклонов в смеси с во"дой. Обезвоженный продукт представляет собой тонкодисперсный светложелтый порошок, Его основу (65-753)составляет тонкодисперсный пелитовыйматериал с крупностью частиц (0,005 мм, в том числе0,001 ммдо 56,Миералогическую основу отвального продукта составляет каолинит (8190) АРО 25102 2 Н О, что и обуславливает высокую огнеупорность этогоотхода (1600 С). Это объясняется особенностью стр:; . я А 8 О , кристаллическая решекрого состоит неиэ иолекул, а из ионов, причем О богьшего размера (г - 1, 36 А), между ними располагаются ионы меньшего размера АЯ (г " 0,57 А), связь эта очень прочная, для разрушения которой необходима высокая температура.В процессе обжига смеси, начиная с 1100-1200 С, глинозем исходного материала превращается в муллит по реакции 3 (ИО+ 2510) 3 АОО 2510 + + 45 О и при 1400-1450 С содержание его в составе керамзитового гравия достигает максимального значения (30- 43,5). С повышением температуры улучшается дифференциация муллита по химическому составу, который приближается к теоретическому (3 АВ ОЭ + + 2 О 2),Иуллит является основной кристаллической фазой в составе керамзита после обжига и наряду с тугоплавкой стеклофазой образует высокотемпературный скелет" керамзита, что обуславливает его высокую огнеупорность,Кроме того, в процесс обжига при1400-1450 С происходит насыщениестеклофазы ионами А с образовани+3ем тетраэдров АО, которые пронизывают общий каркас стекла с образованием связи 5 О-О-АР, которые обладают высокой прочностью и устойчивостью к воздействию температур,Отвальный продукт, входящий в состав сырьевой смеси, при температуре вспучивания создает оптимальную вязкость для равномерной поризации материала, что обеспечивает получение заполнителя с минимальной объемной массой, Процесс обжига заполнителя сопровождается являениями спекания материала, начиная с 13000 С,при повышении температуры до 1450 С образуется реакционно-способный расплав, насыщенный ионами АЕ+Ъ и ь 1 4, вязо кость которого при= 1450 С равна 1,4810 ПЛС. За счет густовязкости имеет место интенсивная и равномерная пориэация массы, так как все газы, выделяющиеся в широком температурном интервале 900-1450 С, удерживаются в массе, не прорывая стенки и не образуя каверн, что имеет место в маловязкой пиропластической массе. В результате образуется хорошо поризованный материал с низкой объемной массой и низким коэффициентом теплопроводности (0,35 ккал/м ч град С). Оптимальное содержание до- о5 9087бавки отвального продукта обогащенияруд редких металлов составляет 4080, При этом керамэитовый гравийимеет объемную массу Я к 0,3200,80 г/см и соответственно огне- зЪупорность 1450-1600 С,Уменьшение содержания добавки менее 403 в со таве сырьевой смесиприводит к резкому снижению огнеупорности керамзита при минимальной 10объемной массе. Увеличение добавкисвыше 803 приводит к увеличениюобъемной массы керамзитового гравияпри сохранении огнеупорности 1600 С.П р и м е р. Готовят составы предлагаемой сырьевой смеси из высоковспучивающегося сырья с добавкой отвального продукта обогащения рудредких металлов, а также составы известной сырьевой смеси с добавкой 20дисперсных шлаков алюминиевых сплавов.Полученные результаты представлены в табл. 1,Предлагаемая смесь 1450 1550 1580 1600 1300 0,32 0,37 1450 0,45 0,80 Таблица 1 2 з Известная смесь Содержание, мас. 1400 0,97 1300 Дисперсные шлаки производства алюминиевыхсплавов 1400 Отвальный Глинистоесырье 1300 1250 продуктобогащенияруд редкихметаллов 1350 1260 1,9 1200 Из табл. 2 следует, что пористыйзаполнитель из предлагаемой сырьевойсмеси имеет более высокую огнеупорность (1450-1600 С)и значительно меньшую кажущуюся плотность (0,320,80 г/смэ), чем аналогичные покаэааотели заполнителя из известной сырьевой смеси,Использование сырьевой смеси предлагаемого состава в условиях промышленного производства пористого запол"нителя позволит получить легкий заполнитель и на его основе изготовитьтеплоизоляционные и теплоизоляционно"конструкционные бетоны с лучшей тепло"изолирующей способностью за счет снижения теплопроводности зерен самогозаполнителя, а высокая огнеупорностьгравия даст воэможность получить жаростойкие бетоны с диапазоном рабоочих температур до 1500 С,Таким образом, использование отвальных продуктов руд редких металлов для производства эФФективных пористых заполнителей специального на" Предлагаемая смесь 40 60 60 40 70 30 80 20 Известная смесь 40 60 60 40 70 80 20 Из приготовленных смесей Формуют сырцовые гранулы пластическим способом, применяемым в промышленном производстве керамзитового гравия, Сформованные гранулы обжигают в электропечи шахтного типа по предварительно установленным оптимальным режимам.После вспучивания сырцовых гранул определяют кажущуюся плотность (объемную массу в куске) и огнеупорность пористого заполнителя,В табл. 2 представлена температура обжига сырцовых гранул, кажущаяся плотность и огнеупорность.Таблица 2 Температура Кажущаяся Огнеупоробжига, С плотность, ность, Со ог/см908773 значения для легких жаростойких бетонов позволит решить задачу по замене дефицитных дорогостоящих тяжелых и легких штучных огнеупорных изделий, повысить производительность труда до 30 ь, снизить сроки ремонтных простоев, агрегатов на 403, уменьшить толщину и массу конструкций на 30-40, снизить теплопотери на 75- 203, расход металла на 10-153, уве д личить межремонтный пробег в 1,5- 2 раза, а также повысить индустриальность и решить частично экологическую проблему - освободить площади земельных угорий, занятые под отвалы, 1 з снизить расходы на содержание отвального хозяйства.У Экономический эффект от внедренияпредлагаемой сырьевой смеси около 2042,5 руб. на каюдом кубометре бетона. 8Формула изобретенияСырьевая смесь для изготовления1 ористого заполнителя, включающаяглинистое сырье и добавку, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения огнеупорности и снижениякажущейся плотности, она содержит вкачестве. добавки отвальный продуктобогащения руд редких металлов приследующем соотношении компонентов,мас.:.Глинистое сырье 20 е 60Отвальный продуктобогащения рудредких металлов 40-80Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРИ 581118, кл. С 04 В 31/20, 1976.2, Авторское свидетельство СССРйф 403648, кл, С 04 В 31/20, 1971Составитель М. Хитрова Редактор Е. Дичинская Техред М, Рейвес Корректор А. Дзятко е еее ееиЗаказ 730/26 Тираж 640 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5ее и е е еее еФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4